岢岚县初步设计.docx

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岢岚县初步设计

1.综合说明

1.1绪言

岢岚县地处晋西北高寒干旱山区，是传统的农业县，境内岚漪河流域北川河支流下游的北川盆地是全县的主要粮油生产基地，有平川耕地3.7万亩，人口2.16万人，分别占全县平川耕地和总人口的56.1%和25.7%，区内降水少，旱灾频繁，农业产值低而不稳。

而北川河上游有常年不断的基流，流量可达0.34立方米/秒，由于受地质构造影响，水流在水门——新民段全部渗入地下，下游无法利用。

因此，兴建北川灌区工程，促进岢岚县农业经济的发展，显得十分必要和迫切。

受岢岚县水利局委托，2010年我院编制完成了《山西省忻州市岢岚县新建北川灌区工程可行性研究报告》，山西省发展与改革委员会以（晋发改农经发［2012］990号）进行了批复，山西省水利厅提出了审查意见。

根据上述文件精神，按照有关规范要求，我编制完成了《山西省忻州市岢岚县新建北川灌区工程初步设计报告》。

新建北川灌区工程由岔上建引水渠首，采用外径φ478、φ426毫米钢管引水，经水门、新民、团城子、神堂坪引至装备库南山顶鞍部5万方调蓄水池，最后至拟建深沟水库，灌溉北川盆地3.234万亩良田，同时解决9个村6000多人的饮水问题。

2003年由岢岚县水利局组织，当地政府及群众投资投劳，已实施完成了6.755公里的埋管（岔上至团城子千方水池放水阀）和渠首取水工程。

为使工程尽早发挥效益，本次设计根据实际情况，采用2.05km长φ478螺旋钢管由团城子千方水池放水阀引水至山顶鞍部5万方调蓄水池，再采用φ426螺旋钢管由5万方调蓄水池引水至南干管首水池、北干管首水池。

在团城子千方水池放水阀处、主干管3+674.6m处分别设引水支干管，实现北川盆地的灌溉任务。

1.2水文

北川灌区位于黄河水系岚漪河流域北川河支流上中部地区，北川河发源于管涔山北麓，属于变质岩石山区和变质岩森林石山区，河道特点是河谷狭窄，沟陡流急。

流域上部为水源区，总面积48.6平方公里。

流域中部为受益区，河谷川地总面积24.66平方公里。

北川盆地年平均气温6.2℃，无霜期120天左右，多年平均降雨量463.87毫米，多年平均水面蒸发量1060毫米，最大冻层深度1.49米。

北川河上游有常年不断的基流，流量可达0.34立方米/秒，由于受地质构造影响，水流在水门——新民段全部渗入地下，下游无法利用。

北川河无水文站，只有零星几年的实测径流资料，形不成完整的系列，因此，只能按无资料地区方法进行水文计算，结果采用年降雨量～年径流量计算的P=50%时年径流量W径=646.77万立方作为灌区可提供水量进行设计。

1.3工程地质

新建北川灌区工程位于岢岚县境内，工程大多布置于冲积平原区和黄土丘陵区，取水工程及引水管线大多经过冲积平原区，调蓄水库位于黄土丘陵区，主要渠线则多布置于黄土丘陵区和冲积平原区的交汇地带

北川灌区工程范围内出露和钻孔揭露的地层主要包括太古界，元古界，古生界和新生界地层。

太古界地层本区出露的仅为界河口群奥家滩组。

（Aja），主要展布于工程东侧基岩山区，岩性为变质岩。

元古界地层本区仅出露震旦系地层（Z），岩性为砂岩，不整合于古生界地层之上，厚度30-49米，出露于水门村一带。

古生界地层包括奥陶系和寒武系地层,岩性为碳酸盐岩,主要分布于基岩山区。

新生界地层包括上第三系和第四系地层，现由老到新分述如下：

1、上第三系：

本区上部为静乐组（N2），下部为保德组（N2b）。

保德组（N2b）遍布于黄土丘陵区，山前冲洪积平原区下部，成因类型多为冲洪积。

岩性上部为桔红色粘土夹钙结核互层，中部为杂色粘土，下部为砂砾石，本组总厚度10-82米。

静乐组（N2j）：

本组分布大致与保德组相同，以残积成因为主，岩性为深红色粘土夹钙质结构层，厚度0-36米。

2、第四系：

包括下更新统、中更新统、上更新统及全新统地层。

下更新统（Q1）：

展布于黄土丘陵区，多出露在沟谷低部，岩性为黄土状亚砂土、亚粘土，厚度3-31米。

中更新统（Q2）分两种成因类型

冲洪洪积成因类型（plQ2）分布于黄土丘陵区，多出露于沟底部，岩性为黄红色亚粘土夹古土壤及钙质结核层；亦及“离石黄土”，厚度25-35米。

洪积成因类型（al+plQ2），分布于北川盆地中，岩性为灰白色砂砾石，中粗砂和褐黄色、灰黄色亚粘土、亚砂土互层，总厚30--60米，顶板埋深25--35米。

上更新统（Q3）亦主要包括两种成因类型。

风积成因类型（eolQ3），主要展布于黄土丘陵区，岩性为灰黄色粉砂质黄土，颗粒基本上均匀，垂直节理发育，亦即“马兰黄土”，厚度3--20米。

冲洪积成因类型（al+plQ3）,主要展布于北川盆地之中，在北川河上游有少量出露，构成北川河上游阶地，此外在深沟、寨沟局部少量出露其上部、岩性分上、下两层，上部为灰黄色黄土状亚砂砂土，厚度10米左右，下部为卵石层，厚度15--40米，本层总厚度25--50米。

全新统（Q4）包括现河床及河漫滩，岩性为卵砾石夹砂层，局部含大的漂石，在河漫滩区表层有厚度小于0.5米的粉砂或砂土层，本层厚度10米左右。

除上述沉积岩外，在东部山区还出露少量太古界侵入岩体。

工程区位于芦芽山背斜的西翼，吕梁山隆褶带的北端西侧，鄂尔多斯地台东缘。

进入挽近期以来，本区的新构造运动主要表现形式为大面积间歇性上升及部分老断裂的复活，其次为沿已有构造凹陷继续下降及局部拱起等，控制本区区域稳定性的断裂为塘涧--—五寨隐伏断裂，该断裂走向50°，倾向北西。

从地貌上看，沿此线地层整齐下降，断距已达百米以上，现今仍在在活动之中。

但该断裂延伸规模均较小，基本无分叉及和其它新断裂交汇，因此不具备孕育大震的条件，近几年沿着断裂仅发生过五级左右的地震，因此本段的区域稳定性属稳定地区，据全国1：

400万地震基本烈度区划图，本区处于6度区内。

依据含水介质的不同，富水性的差异，区内可分为变质岩裂隙含水岩系，碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩系和松散层孔隙含水岩系三大类。

由于三类含水岩系在平面上分布不一，它们之间组合的形式亦有差异，造成工程区的地下水的富水性、开采条件也不相同，根据水文地质条件的不同，工程区大致可分为四个水文地质分区，分别为新民以东变质岩基岩山区、灰岩基岩山区及黄土丘陵区、安塘----康家会以北黄土丘陵区和北川盆地区。

通过本次工程地质勘察，基本查清了新建北川灌区工程地质条件，也可以得出如下结论:

1、灌区工程区域稳定性受五寨～安塘断裂控制，该断裂属新断裂，目前仍在活动之一，因此工程区属稳定性较差区，根据1：

400万地震烈度区划图本区地震基本烈度为6度。

2、岔上引水渠首及引水线路工程地质条件较好，可以满足工程需求，局部地段管线通过中压缩低湿陷性黄土需做工程补强处理。

3、输水管线通过的地层均为二元结构，上覆层有两类，一类为亚砂土夹砾石、卵石，一类为黄土类土，其中亚砂土夹砾石、卵石层条件较好，开挖容易，承载力可以满足要求，一般无地下水影响，无不良地质现象，黄土类土多处于丘陵区，地形变化大，冲沟发育，且为中--低压缩和弱湿陷性，条件相对较差。

下伏地层多为卵砾石夹漂石层，一般无地下水影响，承载力足够，无不良地质现象，但开挖困难。

4、工程所需天然建筑材料中，石料、砂料可以就近解决，但砂料贮地较远。

土料场储量丰富，易于开采，能够满足工程要求，另外根据室内土工实验成果，土料质量可以满足土坝筑坝质量要求。

综合所述，新建北川灌区工程地质条件，大多可满足工程布置要求，局部存在一定问题，但均可通过工程措施补强，工程是可行的。

1.4工程任务和规模

开发利用北川上游清泉流量，发展岢岚县域经济是工程建设的主要宏观目标,据掌握的资料，初步形成了以下结论：

1、岢岚县北川地区，地处晋西北高寒地区，海拔高程在1380—1800米之间，作物生长期较短，灌溉用水定额较小。

2、北川上游水资源的开发必须将非灌溉期限的清泉水量用工程措施储存起来，以便用水期使用。

3、根据北川河水门以上地形条件，不具备建库条件。

4、从地形上讲新民村河段虽有建库条件，但地质条件差，不能建库。

根据以上四个基本条件，就必须采取：

修筑引水工程长距离引水，干流外调蓄，在可灌的面积内配套输水管路，输水线路两侧充分利用的方案。

主要目标是：

1、解决上游9个村的人畜饮水问题；

2、最大可能的浇灌盆地中的平川耕地。

具体任务有三项：

一是修筑引水工程将上游清泉水流量引入储蓄工程中。

二是修筑蓄水工程。

三是修建灌区配套工程实现平川耕地的灌溉。

具体见岢岚县新建北川灌区工程布置图。

根据《灌溉与排水工程设计规范》，对于北方缺水地区以旱作物为主的地区，设计保证率在50%—75%，作物经济价值不高的地区选用较小值。

为此本工程灌溉标准采用p=50%。

经过灌区用水平衡分析计算求得工程建设规模，当P=50%时，可以灌溉耕地3.234万亩，解决6千人的饮水问题。

1.5工程总布置

本引水工程设计最大引水流量为0.34m3/s，根据《灌溉与排水工程设计规范》，岔上引水枢纽工程等别为V等，规模小

（2）型，相应主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，防洪标准为10年一遇设计，20年一遇校核；引水管线工程及灌区管道工程等别为5等，相应建筑物级别为5级，防洪标准为10年一遇。

地震设防烈度为6度。

根据实际情况，本次设计主要工程为：

引水工程、蓄水工程、灌区管道工程及上游段局部维修工程。

1、引水工程主要分取水枢纽、引水管线和调蓄水池。

取水枢纽位于岔上村西的北川河主流上，由拦河坝、引水闸、冲砂闸、取水闸组成。

引水管线采用地埋螺旋钢管引水，经水门、新民、团城子、神堂坪装备库南山顶鞍部5万方调蓄水池，最后至拟建深沟水库，最大引水流量为0.34立米/秒，管顶覆土厚1.5米，以满足冬季输水需要。

2003年由岢岚县水利局组织，当地政府及群众投资投劳，已实施完成了6.755公里的埋管、1座千方调蓄水池和渠首取水工程。

为使工程尽早发挥效益，本次设计根据实际情况，采用2.05km长φ478螺旋钢管由团城子千方水池放水阀引水至山顶鞍部5万方调蓄水池，再采用φ426螺旋钢管由5万方调蓄水池引水至南干管首水池、北干管首水池，在团城子千方水池放水阀处、主干管3+674.6m处分别设引水支干管，实现北川盆地的灌溉任务。

2、蓄水工程

蓄水工程为：

维修万方水池2座，新建5万方水池1座，新建千方水池4座，以满足管线调压及沿线村庄灌溉、人蓄吃水。

3、灌区管道工程

新建北川灌区总灌溉面积3.234万亩，其中南、北干管灌溉面积2.5万亩，引水管线沿线灌溉面积0.734万亩。

按照灌区规划面积及地形条件，将灌区以北川干流分为南、北灌区，灌溉三井、神堂坪、高家会乡（镇）的14个行政村的平川耕地，面积为2.5万亩。

北干管沿宁—岢铁路南侧布置，长度12.828公里，控制北灌区面积1.3227万亩，北干管于桩号4+648m处设北支干管，长度7.2公里，控制宁—岢铁路以北0.2913万亩耕地。

南干管长度9.489公里，控制南灌区1.1773万亩耕地，南干管于桩号2+321.467m处设南支干管，长度4.611公里，控制209国道以南0.2996万亩耕地。

引水管线沿线灌溉面积0.734万亩。

其中引水管线于主干管3+674.6m处布置支干管，长1.673公里，控制面积0.1561万亩。

主干管0+000m处已设支干管引水至神堂坪，本次新建神堂坪渠道1.403公里，对已建渠道进行配套，实现灌溉面积0.124万亩。

另在主干管沿线北川河神堂坪乡段左岸灌溉区域I、北川河三井乡段右岸灌溉区域II，分别实现灌溉面积0.2782万亩和0.1757万亩。

沿岔上—山顶水池引水管线配套的人畜吃水管线一般由受益乡村自己解决，本次设计在主干管上予留三通引水管。

4、上游局部维修工程

上游取水工程滚水坝护面维修和管线550米淘刷严重段进行维护。

1.6金属结构

本次设计主干管由千方水池引水阀至北干管首，长7.937公里，其中千方水池引水阀至5万方水池采用φ478钢管（厚9mm）长2053.8米，5万方水池至北干管首采用φ426钢管（厚8mm）长5883.3米。

沿线设置建筑物43座，有进排气阀12个，节制阀9个，引水阀10个，退水阀12个。

灌区管道工程包括北干管、北支干管、南干管、南支干管以及支干管，总长36.554公里，金属结构主要有：

进排气阀33个，节制阀36个，引水阀137个，退水阀34个。

新建神堂坪渠道及已建渠道配套共设节制分水闸10处，采用0.5×0.5m铸铁节制闸门10扇，0.5×0.4m铸铁分水闸门10扇，0.5t螺杆启闭机20台。

北川灌区工程在沿线新建4座1000m³水池、1座5万m³水池，将2座原有万方水池进行维修加固。

其相应的金属结构主要有闸阀、伸缩节及套管等。

1.7施工组织设计

1、施工条件

⑴、交通

209国道和宁岢铁路平行横穿灌溉区，公路交通在灌溉区中部的三井镇设有汽车站，铁路交通在安塘和秦家庄两村设有火车站。

输水管线与一号公路平行至引水枢纽，因此北川灌区建设的外部施工运输较为便利。

⑵、供电

由于本次工程战线较长，施工期用电大部需采用柴油发动机解决，部分距离较近的可架设低压线路解决，架设低压线路0.7公里。

⑶、供水

各施工场地设置储水罐或临时蓄水池储水，没供水条件的地方由附近水井或河流等水源点采用汽车或拖拉机拉水供应。

⑷、气候

灌区11月下旬到4月中旬为结冰期，气候寒冷，不利于施工，由此一年中施工期一般为4月中旬到11月中旬，大致为6个月190天。

2、建筑材料

新建北川灌区工程项目需要的建筑材料有两部分，一部分为购买材料，主要有水泥、钢材、木材和施工用柴汽油，这些材料在岢岚和忻州市场上都可以买到，可以满足工程要求；另一部分为当地材料，主要包括砂子、石子、块石。

石料开采场有两处，即北川河上游水门村石料场和灌区下游的宋家寨石料场，可以满足质量要求，平均运距为10公里，石子主要产地在宋家寨附近的石料厂。

砂料北川沿线贮量较小，且粒径较大，不具大规模开采条件，需从外地拉运，平均运距10公里。

3、施工工期

新建北川灌区工程根据实际情况将施工期安排为2年。

1.8工程占地

本项目工程包括引水工程、蓄水工程、灌区管道工程和上游维修工程。

永久性占地主要为蓄水池、管道建筑物及新建神堂坪渠道等，根据测算，永久占地面积56亩，其中蓄水水池占地36亩，输水管线及灌溉管道建筑物占地13亩，新建渠道占地7亩。

临时占地包括工棚、仓库、拌和场以及输水管线开挖保护区外临时堆土砂、临时道路占地，经测算，临时性占地总面积581亩。

1.9环境影响评价

1、有利影响

本项目有利于有效地调蓄水资源，使原来白白流失的水源得到利用，有效地缓解干旱、缺水区的人畜饮水和灌溉用水。

通过增加农田灌溉面积，保证农作物的健康生长，也可为生态环境建设提供水源保证，从而改善当地自然景观，增加植被覆盖，提高环境质量，有望“蓝天碧水”。

2、不利影响及对策

经综合分析，对环境的不利影响主要为因运输车辆的尾气排放和工程弃渣引起水土流失及短期影响环境景观等方面。

总之，本项目属不利影响期短而轻微的建设项目。

1.10水土保持方案

1、水土流失现状

由于施工期人为活动频繁对地表植被的破坏，使扰动面扩大，地表土壤暴露，一遇暴风骤雨，极易产生径流，所以面蚀、溅蚀等水力侵蚀存在。

重力侵蚀主要位于沟沿、陡坡及人为造成的断面等处，多以滑坡及崩塌形式出现，在暴雨、连阴雨时较为活跃。

2、水土流失预测

工程建设过程中将不可避免地破坏生态环境，引发新的水土流失。

因此，预测和评价施工过程中可能破坏的原地貌、土壤植被状况以及可能形成的水土流失危害，为合理布置各项防治措施，有效地防治项目建设所造成的水土流失提供科学依据。

取水枢纽、引水管线、灌溉管道挖填，原地貌破坏面积达54.4万平方米，极易引起水土流失。

3、水土流失防治方案

⑴、防治责任范围

水土流失防治责任范围主要是引水管线、蓄水水池、灌溉管道的施工区域54.4万平方米原地貌破坏面积。

⑵、防治措施布局

①、在施工过程中尽量减少地貌、土地、植被的破坏，在保证边坡稳定的情况下，不超挖。

②、挖填项目在施工进度安排上尽量做到随挖随填并夯实，尽量缩短开挖虚土堆放时间和开挖面长时间悬吊，以免造成水土流失。

③、对造成的原地貌破坏面要进行绿化，让其尽快恢复植被，防止水流直接冲刷地面造成水土流失。

④、主要种植树种为柠条。

柠条抗旱性强，适应于立地条件相对较差的坡面上，柠条种植后，能使裸露面固定。

柠条株、行距取1—2米，单位面积种植点数量为300穴。

柠条播种方法有条播、撒播、点播，条播宜于大面积平坦地，撒播宜于小块破碎的陡坡地。

耧播工效高，一支耧每天可播种20—30亩，每亩用种2—3公斤。

4、投资估算

水土保持总投资为24万元。

5、方案实施保证措施

⑴、组织领导措施

在项目建设的同时，确定专人负责工程施工中的水土保持工作，按方案设计的防治措施标准，在规定时限内，保质保量地完成水土保持防治措施建设任务，确保本方案顺利实施。

⑵、技术保障措施

本方案水土保持防治措施以恢复植被、蓄水、保土为主，其技术力量由建设部门负责保证，水土保持工程的建设，要选择施工经验丰富、技术力量强的施工单位实施。

施工中要坚持高质量、高标准，按计划、分阶段、有步骤地进行，严把检查验收关，保证项目建设与水土保持同步进行。

同时，建立健全技术档案和完善的管理制度，以便项目竣工验收备查。

⑶、资金保证措施

水土保持资金必须及时足额到位，并实行专款专用，严禁挤占、挪用或截流。

水土流失防治费由建设单位安排使用，建设单位无力或不便自行治理时，应交给地方水行政主管部门负责治理，并接受生产单位和监督部门的监督检查。

⑷、监督保障措施

要自觉接受市、县水保监督部门的监督检查，检查落实当年完成的水土流失治理情况、进度、质量和投资总额，若发现未完成当年治理任务，应提出整改措施，追加下年度的治理任务和经费。

1.11工程管理

岢岚县新建北川灌区是国家为农业生产发展投资兴建的水利灌溉工程，工程建成后属于岢岚县水利局管辖。

1、管理机制

要组建岢岚县北川灌区工程管理站，人员编制需11人，其中：

引水工程3人，蓄水工程2人，灌区工程5人，站长1人。

管理人员为合同聘用制。

2、维护管理费

对工程采取市场化运作机制，根据灌溉次数，灌溉用水量收取水费，保障工程的正常运行。

1.12投资概算

新建北川灌区工程投资由工程部分与水保环保部分两部分组成。

项目静态总投资为5689.28万元。

工程部分投资为5579.22万元，水保环保部分投资为110.05万元，其中:

水土保持24万元，环境部分投资86.05万元。

1.13经济评价

本次经济评价根据《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）、发改投资[2006]1325号《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》及国家现行有关规定,对岢岚县新建北川灌区工程进行经济评价。

新建北川灌区属于农业灌溉工程,考虑到该项目的公益性,本次评价以国民经济评价为主。

国民经济效益计算结果：

经济净现值：

3794.45万元；

经济效益费用比：

1.6；

经济内部收益率：

15.5%。

岢岚县新建北川灌区工程建成运行后会使岢岚北川地区的社会、经济和环境效益显著提高，为岢岚县农业基础发展奠定坚实的基础。

该项目经济效益费用比EBCR＞1，经济净现值ENPV＞0，经济内部收益率EIRR＞社会折现率8%，从国民经济的角度看，该项目经济合理。